Основные данные о работе

 

      Содержание

     Введение 3

     1 Система спутниковой связи 4

     1.1 История спутниковой связи 4

     1.2 Организация спутникового ствола 5

     1.3 Космический сегмент 6

     1.4 Сигнальная часть 7

     1.5 Наземный сегмент 9

     1.6 Система Aloha 12

     1.7 Преимущества и ограничения ССС 13

     2 Виды спутниковых систем и  их орбиты 15

     2.1 Система ODYSSEY 15

     2.1.1 Космический сегмент и зоны  обслуживания 16

     2.1.2 Наземный сегмент и организация  связи 19

     2.1.3 Услуги системы Odyssey 21

     2.2 Международная система ICO 22

     2.2.1 Частотное обеспечение 22

     2.2.2 Космический сегмент 22

     2.2.3 Наземный сегмент и организация  связи 25

     2.2.4 Терминалы пользователя 26

     2.2.5 Услуги системы ICO 27

     2.2.6 Российский сегмент сети ICO 28

     2.3 Сравнение систем Odyssey и ICO 28

     Заключение 31

     Глоссарий 32

     Список  сокращений 33

     Список  использованных источников 34

     Приложения 35

 

      Введение

     Современные организации характеризуются большим  объемом различной информации, в  основном электронной и телекоммуникационной, которая проходит через них каждый день. Поэтому важно иметь высококачественный выход на коммутационные узлы, которые обеспечивают выход на все важные коммуникационные линии. В России, где расстояния между населенными пунктами огромное, а качество наземных линий оставляет желать лучшего, оптимальным решением этого вопроса является применение сетей спутниковой связи (ССС).

     Системы спутниковой связи широко используются во многих регионах мира и стали неотъемлемой частью инфраструктуры телекоммуникаций большинства стран. Не только промышленно развитые страны с разнообразными современными сетями телекоммуникаций, но все чаще и развивающиеся страны успешно внедряют ССС. Новые спутниковые приложения обеспечивают быстрое создание новых широковещательных служб и частных сетей.

     Хотя  коммерческое использование геосинхронных спутников связи началось почти 25 лет назад, их широкое применение в сетях связи стало возможным лишь в начале 1980-х годов. Телевидение, телефония, широкополосная передача продолжают доминировать в списке услуг ССС. Современные системы спутниковой связи предоставляют беспрецедентные возможности для развития частных сетей, организации служб связи типа «точка-точка» и «точка-множество точек».

    Методы  исследования: при написании курсовой работы был произведен комплексный  анализ. Основными в работе явились следующие методы  анализа: метод описания, историко-функциональный, сравнительно-сопоставительный.

Структура  работы: курсовая работа состоит из введения, двух глав, заключения, глоссария, списка сокращений, списка использованных источников и двух приложений.

 

     Основная  часть

     1 Система спутниковой связи

 

     1.1 История спутниковой связи 

     1929 Герман Поточник опубликовал книгу под названием «Проблема путешествия в космосе». В ней была впервые описана концепция геостационарной орбиты, которую Поточник называл «стационарным кружением».

     1945 Артур Кларк направил письмо в журнал британских радиолюбителей Wireless World, где описывал «возможность более отдаленного будущего – может быть, через полстолетия. «Искусственный спутник» на соответствующем удалении от Земли... будет оставаться в стационарном положении над той же самой точкой земли и находиться в пределах видимости с практически половины поверхности Земли. Три повторительные станции, через 120° на соответствующей орбите, будут способны охватить телевизионным вещанием и микроволновой связью практически всю поверхность Земли».

     1963 НАСА претворяет в жизнь концепцию Кларка и выводит на геосинхронную, но не геостационарную орбиту первые два спутника Syncom. Период их вращения соответствовал периоду вращения Земли, но их орбиты были наклонены и вытянуты.

     1964 Запущен спутник Syncom 3, который кружил точно над экватором и стал первым геостационарным спутником.

     Подписано соглашение о создании Международного консорциума спутниковой связи  – ИНТЕЛСАТ. Это соглашение подписали: США, Англия, Франция, Германия, Япония, Канада, Бразилия, Италия и др. – всего 11 стран. Задачами Консорциума являются: разработка, проектирование, изготовление и эксплуатация системы глобальной коммерческой спутниковой связи. С помощью этой системы к 1987 году обеспечивалось около двух третей международных каналов спутниковой связи, а в настоящее время – около одной трети.

     1965 В Советском Союзе была создана и введена в эксплуатацию система спутниковой связи «Молния_1», по названию спутника. Эта система позволила организовать связь Москвы (станции в Медвежьих Озерах и Щелково) с районами Дальнего Востока (станции в Уссурийске и Петропавловске-Камчатском), Сибири (станция в Улан Удэ), Средней Азии (станция в районе озера Балхаш). В системе «Молния_1» передавались программы телевизионного и радиовещания, полосы газет, а также осуществлялась телефонно-телеграфная связь с указанными районами.

1967 В СССР были введены еще 20 станций, которые с уже имеющимися образовали первую в мире систему распределения телевидения «Орбита» (гл. конструктор Н.В.Талызин, НИИР).[11] 

     1.2 Организация спутникового  ствола 

     Спутник - устройство связи, которое принимает  сигналы от земной станции (ЗС), усиливает  и транслирует в широковещательном  режиме одновременно на все ЗС, находящиеся в зоне видимости спутника. Спутник не инициирует и не терминирует никакой пользовательской информации за исключением сигналов контроля и коррекции возникающих технических проблем и сигналов его позиционирования. Спутниковая передача начинается в некоторой ЗС, проходит через спутник, и заканчивается в одной или большем количестве ЗС.

     Система спутниковой связи состоит из трех базисных частей: космического сегмента, сигнальной части и наземного сегмента, на примере системы «Iridium» (Приложение А).

     Космический сегмент охватывает вопросы проектирования спутника, расчета орбиты и запуска  спутника. Сигнальная часть включает в себя вопросы используемого  спектра частоты, влияния расстояния на организацию и поддержание  связи, источники интерференции сигнала, схем модуляции и протоколов передачи. Наземный сегмент включает размещение и конструкцию ЗС, типы антенн, используемых для различных приложений, схемы мультиплексирования, обеспечивающие эффективный доступ к каналам спутника. Космический сегмент, сигнальная часть и наземный сегмент поясняются в следующих разделах.[9] 

     1.3 Космический сегмент 

     Современные спутники связи, используемые в коммерческих ССС, занимают геосинхронные орбиты, в которых период орбиты равен  периоду отметки на поверхности Земли. Это становится возможным при размещении спутника над заданным местом Земли на расстоянии 35800 км в плоскости экватора.

     Большая высота, требуемая для поддержания  геосинхронной орбиты спутника, объясняет  нечувствительность спутниковых сетей  к расстоянию. Длина пути от заданной точки на Земле через спутник на такой орбите до другой точки Земли в четыре раза больше расстояния по поверхности Земли между двумя ее максимально удаленными точками. В настоящее время наиболее плотно занятая орбитальная дуга равна 76° (приблизительно; 67° по 143° западной долготы). Спутники этого сектора обеспечивают связь стран Северной, Центральной и Южной Америки.

     Главными  компонентами спутника являются его  конструкционные элементы; системы  управления положением, питания; телеметрии, трекинга, команд; приемопередатчики и антенна (Приложение Б).

     Структура спутника обеспечивает функционирование всех его компонентов. Предоставленный  сам себе спутник в конечном счете  перешел бы к случайным вращениям, превратившись в бесполезное  для обеспечения связи устройство. Устойчивость и нужная ориентация антенны поддерживается системой стабилизации (Приложение Б). Размер и вес спутника ограничены в основном возможностями транспортных средств, требованиям к солнечным батареям и объему топлива для жизнеобеспечения спутника (обычно в течение десяти лет).

     Телеметрическое оборудование спутника используется для  передачи на Землю информации о его  положении. В случае необходимости  коррекции положения, на спутник  передаются соответствующие команды, по получении которых включается энергетическое оборудование, и коррекция осуществляется.[5] 

     1.4 Сигнальная часть 

     Ширина  полосы.

     Ширина  полосы (bandwight) спутникового канала характеризует  количество информации, которую он может передавать в единицу времени. Типичный спутниковый приемопередатчик имеет ширину полосы 36 МГц .

Обычно  ширина полосы спутникового канала велика. Например, один цветной телевизионный  канал занимает полосу 6 МГц. Каждый приемопередатчик на современных спутниках  связи поддерживает полосу в 36 МГц, при этом спутник несет 12 или 24 приемопередатчиков, что дает в результате 432 МГц или 864 МГц, соответственно.

     Спектр  частот.

     Спутники  должны преобразовывать частоту  получаемых от ЗС сигналов перед ретрансляцией  их к ЗС, поэтому спектр частот спутника связи выражен в парах. Из двух частот в каждой паре, нижняя используется для передачи от спутника к ЗС (нисходящие потоки), верхняя – для передачи от ЗС на спутник (восходящие потоки). Каждая пара частот называется полосой.

     Современные спутниковые каналы чаще всего применяют одну из двух полос: С-полосу (от спутника к ЗС в области 6 ГГц и обратно в области 4 ГГц), или Ku- полосу (14 ГГц и 12 ГГц, соответственно). Каждая полоса частот имеет свои характеристики, ориентированные на разные задачи связи пример в таблице 1. 
 
 
 
 
 

     Таблица 1 – Характеристики полос частот.

 

     Большинство действующих спутников используют С-полосу. Передача в С-полосе может покрывать значительную область земной поверхности, что делает спутники особенно пригодными для сигналов широковещания. С другой стороны, сигналы С-полосы являются относительно слабыми и требуют развитых и достаточно дорогих антенн на ЗС. Важная особенность сигналов С-полосы – их устойчивость к атмосферному шуму. Атмосфера Земли почти прозрачна для сигналов в диапазоне 4/6 ГГц. К сожалению, этим же фактором обусловлено то, что сигналы С-полосы более всего подходят для наземных двухточечных микроволновых передач, портящих более слабые спутниковые сигналы. Данное обстоятельство заставляет размещать ЗС, использующие при передаче С-полосу, за много километров от городских центров и мест плотного проживания населения.